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2024年,我国的大气科学学科走过了百年历程。2024年9月回到南京大学参加南京大学大气科学学科创立100周年庆典,我的思绪一下又回到了上世纪九十年代初读博的难忘经历。我从1991年9月进入南京大学大气科学系气候学专业攻读博士学位,在傅抱璞先生指导下攻读博士学位,到1994年10月进行毕业答辩,距今已30多年了。今天把自己的读博这个经历分享给大家,其中很多事情放在现在可能都是无法想象的。
南京大学大气科学系成立100周年(https://www.nju.edu.cn/info/1055/378131.htm)
1. 入学考试
我硕士毕业后在合肥农经学院参加工作以后,每年只有40学时的课程,工作非常轻松。也曾被派出参与过大别山扶贫工作,但我当时觉得这些都不是长久之计,一定要考博士才有出路。
我一共参加了两次博士生入学考试。第一次报考是在工作两年以后的1989年。我的成绩是合格的,但系里有定向生指标的要求,因为我工作过,就要我确定一个毕业工作单位。当时也不会变通,加上一些特殊情况,等到我六月去学校问情况时,招生已经结束了。很遗憾错误了这次入学的机会。
第二次报考是在1991年,当时孩子才半岁。对于考生最大的绊脚石是外语,外语首先是考听力,我确信我明白了其中一道题,这题的关键词是precipitation(降水)。我感觉学气象的会很快明白这个词,但其他专业的未必了。我印象中,1991年,南京大学总共录取了80多名博士生,而招生指标却有120人,大气科学系(即现在大气科学学院)包括我在内共录取了2人。
我的考博面试并不难,但是我的导师傅先生的一个问题给我留下很深的印象。他问:山地小气候是在南方差异大,还是北方大?我没有思考过这个问题,就说:应该是南方大。他问:为什么?我答:因为南方纬度低、太阳辐射比较高。大家都笑了。他解释道:北方太阳高度角低,不同坡面受到的太阳辐射差别大。
我报到时傅抱璞先生请求系里的秘书把我跟同学分在一个宿舍。但是也未能如愿,我跟化学系的两位学生同住。我理解老师的用心,那是希望我有更多讨论的机会,伺候我也更加留意了。
2. 上课
(1) 专业课,有傅抱璞先生上的《小气候》,教材是由前苏联翻译的小气候专著。书上的数学表达式很多,傅先生还附带了一个笔记本,上面密密麻麻写满了公式的推导,因为书上限于篇幅,书上的推导过程都是简化的。我借了先生的笔记本,要完全弄明白,要花很多的时间。由于大学时候学过《小气候和农田小气候》,对于这些内容还算有些了解。这些课程都是学生根据自己的兴趣,选择花多少时间。并没有在考试上并没有多大的要求。
(2) 我还选修了赵鸣老师的《边界层气象》,给我印象最深刻的是,他用了一两节课的时间,给出了边界层中Ekman层中的一个解析解(应该是在中性条件等假设以后可以得到的)。写了满满一黑板,最后他说,现在有了计算机这些都不需要了,后面我是感兴趣才在暑假中做了这些推导。
(3) 还有钱永甫老师的《大气问题的数值模拟》,让我对气候模式和解法中的问题有了直观的认识。
(4) 对我有很大影响的,还有卢其尧老师。他翻译过经典教科书《植被大气相互作用-原理》,在农业气象界有很大的影响。
这些课程都提升了我随后开展研究时对理论模型和研究的理解,以及掌握相关技术方法的能力。
3. 外语
南京大学注重博士生外语水平的培养,当时还要求学习第二外语,我在硕士期间学过日语,很幸运可以免修,节省了不少时间。英语课除了外语系的资深老师授课外,还聘请了编辑出身的美国外教,上课就是给我们天南海北地说。有一次他讲到电影《飘》,想不起来女主角的名字,我的座位在后边,离得太远,后悔没有大胆地告诉他:费雯丽(Vivien Leigh)!
毕业前需要通过专业英语的测试,两位教授给我做口语的提问。做气候模式的老师对作物模型也充满好奇,我从气候专家能听懂的角度,用英语解释了作物模型输入的气象,输出的是作物生长和土壤状态,它是一维的,即土壤-植物-大气。而气候模式是三维的,通过动力学过程使得气象要素随时间变化而变化。
4. 研究工作
(1) 研究选题
我入学以后就从研究生院拿到了学生手册,看到要求半年内完成开题,当时感觉时间是很紧张的。实际上后来根本没有这个流程,但是选什么题目还是费了很大心思。我找导师傅抱璞先生商量,他说:“我只指方向,不指题目”。他的意思是我要继续做农业气象,但是做什么怎么做那是我的事情。他又说:“别人做农业气象都是“拼盘”,做气象的加点农业或者做农业的加点气象,这都不是农业气象。你要把农业和气象有机地融合起来”。他还说:“研究生的选题,跟做科研还不一样。只能成功不能失败,做科研失败了可以从头再来。读研究生就没得时间了”。
起初我对农业气象还是有抵触的,因为跟主流气象学科相比它的经验性太强,“豆芽(积分)”太少。我想做模拟植被-大气相互作用,也想做微气象模拟。但是思考和了解一段时间以后,还是面对现实:做农业气象更加顺手。
那个时候的老师也不坐班,每个学期我会到傅先生家两三次。我每天的生活就是“宿舍、食堂、图书馆”三点一线。我知道我应该广泛阅读气象、地理和生态领域的学术论文和著作,系图书馆有为数不多的英文期刊适合我看,其中包括Agricultural and Forest Meteorology。我对国外研究进展的了解,主要是通过生物系图书馆的生物学文摘(BA)。由于经费有限,我没有复印过一篇文献,多数也只能看到摘要,都是手抄下来。这样对国际上关于作物产量和环境关系的研究进展也有了一定的了解。
(2) 研究条件
读博前两年,工作条件可以概括为三无:无实验、无数据、无电脑。如果再加一个“无”的话,就是无办公桌。听同学说,到三年级老师才能够买计算机时让我们去做计算。我的师兄和师姐(但我从来没有叫过他们,因为他们比我年纪小)跟老师商量,能不能给我们买一台电脑,但是无法满足。有幸在一年级的时候老师安排我参与一个项目,需要做苏南水稻产量和气候关系的分析,我获得了系里计算机房大约20-30个小时的机时。我先找到苏州水稻产量数据,又到江苏气象局买了点气象数据。然后就是选择不同时间长度的光照温度降水因子,编一个逐步回归方法建立气象因子和水稻产量之间的相关关系。这个工作用现在的软件如SPSS一会就算完了,但是那时候要自己编程。当时遇到两个问题,一个是农业气象研究中,把作物产量划分成趋势产量和气象产量的叠加,并用各种拟合分离出气象产量。选择不同方法都有人为因素的影响,我用当年与前一年的产量差值与同期的气象要素做相关分析。这样又产生另一个问题,每年产量只有一个,天气状况每天不同,如何构建产量和气象要素的关系?这样需要在不同尺度上构建光照、温度、降水等要素的平均值,并分辨作物产量敏感的要素及对应的时间。
每次上机前,我每次都要仔细检查代码,尽量避免出错浪费时间。也想好各种预案应对出错后如何解决。所以我每次大概就用一个小时,然后关机走人回去思考。几年后我到了上海植物生理研究所做博士后,合作导师王天铎先生说要给我买台486,我们俩骑着自行车去选电脑,我是多么开心啊!开始几天,中午吃饭,我看到计算机的屏幕保护,我就要立即把它关机,否则会生出浪费机时的愧疚感。到了博士三年级,我跟计算中心商量在他们那里做计算,他们很爽快同意了,这次是大型计算机不是微机,机时不再受限制。
(3) 论文
刚入学还不到一个月去湖南张家界参加傅先生主持的山地气候会议。《地理研究》编辑部主任是南大校友,他约我们几个学生谈话,鼓励我们写论文。我受到很大的触动,就把硕士论文的主要内容按照期刊的格式修改,投了地理研究,即《大别山南麓柑桔低温冻害模型研究》(1992年)。当时硕士论文的要求就是达到国家级期刊发表的水平,我并没有想到要发表。作者只有我一个人,也没加我的硕导和导师,当时的风气不似现在这么看重论文。